初识EMC元器件(九)——气体放电管的参数解读及选型应用

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一、什么是气体放电管

       气体放电管(Gas Discharge Tube,简称GDT),是一种陶瓷或玻璃封装,其内部充有一定量的惰性气体,管内有两个或多个电极的保护器件。

       保护原理:气体放电管应用原理是气体放电,未动作时,处于高绝缘状态,一般为GΩ级别;当极间电压强度超过气体击穿电压时,引起间隙放电,限制极间电压大小,使与气体放电管并联的电路受到保护。

初识EMC元器件(九)——气体放电管的参数解读及选型应用

 二、气体放电管参数解读

       话不多说,直接上手册,结合手册进行参数解读,本次以TDK的一款气体放电管手册进行解读。

初识EMC元器件(九)——气体放电管的参数解读及选型应用

        1、直流击穿电压(DC Spark-over Voltage):在放电管两端施加上升的电压时(手册上会有电压波形解释),使气体放电管发生击穿的电压值;

       2、冲击击穿电压(Impulse Spark-over Voltage):在放电管极间施加上升速率很快的电压时(手册上有两种波形:100V/S和1kV/S),使放电管发生击穿的电压;

       3、耐冲击放电电流(Impulse Discharge Crurrent):在规定的放电次数内,流经放电管放电间隙的冲击电流峰值,参考手册使用寿命(Service life);

       4、绝缘电阻(Insulation resistance):在放电管极间施加一定的直流电压时(手册为50 V)测得的电阻值,一般在GΩ级别;

       5、结电容(Capacitance):在一定的频率条件下(通常为1MHz)测得极间的电容值,通常电容值为几个pF级;

       6、其他参数:温度、封装等。

三、气体放电管选型

        气体放电管一般应用在电源接口、信号接口进行防护,主要需关注工作电压、防护等级、耐压测试、信号速率等参数。

        1、确定电路工作电压
        气体放电管的直流击穿电压取值需要大于电路工作最大值,一般要求为电路工作电压的1.5~2倍,交流电源为有效值*1.4倍;

        2、根据电路防护等级确定通流量
        防护器件的通流量要求是额定需要通流量的2倍以上,该值与测试电压和波形有关;

        3、确定器件最大结电容
        信号接口防护器件需考虑节电容大小,高速信号线上尽可能的选择结电容小的器件;

        4、在有耐压测试的产品中,器件的直流击穿电压必须大于耐压测试电压

        除此之外,还有一个要注意的点:气体放电管的续流电压大概在十几-几十伏,如果单独应用在电源两端时,当工作电压大于这个电压值,气体放电管的续流效应会使其一直导通,从而导致电源短路,故应搭配压敏电阻使用。如图所示:

初识EMC元器件(九)——气体放电管的参数解读及选型应用

四、总结

        本章大致讲解了气体放电管选型的主要参数,也是《初识EMC元器件》系列的最后一章,写到这里,我们也对主要的EMC元器件有了较为全面的认识。当然,也还有像TSS管、磁环等EMC器件,有兴趣的可以继续深入了解,在这就不赘述了。

        正如第一章所说的,“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”,有了一定的理论支撑后就要多应用,综合各种器件的特性,扬长避短,合理设计到电路中,反复调试。最后,祝大家EMC测试顺利pass~

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